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基于使用階段能耗概率圖形建模的輕量化車輛實例

盡管產(chǎn)品使用中的能耗可能對環(huán)境產(chǎn)生重大影響，但產(chǎn)品使用環(huán)境與其環(huán)保性能之間的關(guān)系在設(shè)計評價（工程設(shè)計）中卻很少被考慮。傳統(tǒng)分析依賴廣泛、平均的使用條件，并且在環(huán)保性能方面不區(qū)分哪些設(shè)計決策對環(huán)境非常有益，哪些決定可能提供有限的益處，甚至是對環(huán)境有害。相比之下，概率圖形模型（PGM）提供了建立處于變化因素下的使用環(huán)境模型的能力。這項研究為將使用環(huán)境表示為一個概率圖形模型（PGM）提出了一種方法，以一個輕量化汽車設(shè)計為例來具體解釋。駕駛員表現(xiàn)行為、駕駛時間表和居住密度等因素通過與公開數(shù)據(jù)源的條件概率分布聯(lián)系起來。獨特的場景被定義為一些條件，這些條件能夠針對上述因素了解使用期能源變化的來源。車輛的例子表明，實際使用場景是通過一個PGM實現(xiàn)的，關(guān)于使用階段節(jié)能的調(diào)研可在文獻中找到，這個PGM可以提供更高的真實度，甚至在有益設(shè)計決策的情況下，不同的環(huán)境可以對輕量化汽車設(shè)計的有效性產(chǎn)生不同的影響。

生命周期庫存（LCI）常用于評估產(chǎn)品的能量消耗。從材料提取到產(chǎn)品提交過程，這些庫存建立能量輸入的模型，對應(yīng)于一個產(chǎn)品生命周期的每個進程，并幫助設(shè)計師量化權(quán)衡不同的生命周期階段。對于汽車的輕量化材料，提出了產(chǎn)品制造和材料生產(chǎn)之間的權(quán)衡。能源LCI指數(shù)通常表明用鋁取代鋼能更節(jié)省燃料，但鋁在生產(chǎn)過程中消耗5倍多的能源。雖然較輕的車輛總是能使用更少的能源，但能源投資的回報是不確定的，而且取決于很多使用因素（如駕駛的時間表和使用期的里程等），這些因素在LCI中不能完全被體現(xiàn)出來。

刊名：Journal of Mechanical Design（英）

刊期：2014年第10期

作者：Cassandra Telenko et al

編譯：李古建